soal osp astronomi 2015

Hak CiptaDilindungi Undang-undang

SOAL UJIAN

SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015

TINGKAT PROVINSI

ASTRONOMI

Waktu: 210 menit

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

TAHUN 2015

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

Petunjuk terpenting:

1. Dalam naskah ini ada 20 soal pilihan berganda, 7 soal essay pendek, daftar konstanta, dan data astronomi.

2. Kalkulator boleh digunakan.

3. Tidak ada pengurangan nilai untuk jawaban salah.

4. Perhatikan petunjuk lain yang dibacakan pengawas.

Soal Pilihan Ganda

1. Sistem bintang ganda Albireo terdiri atas dua buah bintang dengan magnitudo masing-masing komponenadalah 3,35 dan 5,9. Seorang pengamat mengamati sistem bintang ganda Albireo ini dengan matatelanjang. Terang sistem bintang yang terlihat oleh pengamat adalah

A. 2,55

B. 3,25

C. 4,63

D. 5,90

E. 9,25

2. Pada film Mars Need Mom, seorang wanita Mars bernama Qi mengendarai pesawat bermassa 10 tonyang meluncur lepas landas dari permukaan Mars untuk membantu makhluk Bumi pulang. Pesawattersebut menggunakan energi hasil reaksi daur ulang sampah botol plastik. Setiap proses reaksi akanmenghasilkan energi sebesar 100 KJ. Reaksi daur ulang botol ini mempunyai efisiensi yang cukup tinggisehingga setiap reaksi hanya membutuhkan 2 botol plastik. Jumlah botol plastik yang harus tersedia agarpesawat bisa lepas dari gravitasi Mars adalah

A. 126 104

B. 125 104

C. 252 104

D. 326 104

E. 1 106

3. Setiap detik di dalam inti sebuah bintang terjadi perubahan 4 109 kg materi menjadi radiasi. Padajarak 0,5 au dari bintang, alien memasang sebuah fotosel dengan luas 100 m2 dan mempunyai efisiensi50%. Berapakah daya yang dihasilkan oleh fotosel tersebut?

A. Sekitar 250 kiloWatt

B. Sekitar 125 kiloWatt

C. Sekitar 500 kiloWatt

D. Sekitar 1 megaWatt

E. Sekitar 2 megaWatt

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang Halaman 1 dari 9

4. Sebuah bintang deret utama diamati dengan sebuah teleskop pada jarak 30 pc. Saat memasuki tahapraksasa, temperatur bintang turun menjadi empat kali lebih rendah dan radiusnya menjadi 100 kali lebihbesar. Letak bintang juga tidak lagi di posisi yang sama saat masih di tahap deret utama. Bila terangbintang raksasa ini seterang saat di tahap deret utama, jarak bintang adalah

A. 187,5 pc

B. 188 pc

C. 188,5 pc

D. 189 pc

E. 200 pc

5. Teleskop Bimasakti yang ada di Observatorium Bosscha memiliki cermin dengan diameter 71 cm danlensa koreksi berdiameter 51 cm serta focal ratio f/2, 5. Berapa persenkah cahaya yang diterima olehcermin utama dibandingkan dengan jika cermin utama itu dipakai pada teropong tanpa lensa koreksi dantanpa tabung?

A. 10%

B. 20%

C. 27%

D. 52%

E. 100%

6. Sebuah satelit bermassa m mengalami gaya gravitasi Bumi. Diagram gaya benda tersebut digambarkanseperti gambar berikut. X-Y merupakan sistem koordinat kartesian yang saling tegak lurus. Jika besar

gaya dalam arah x dinyatakan sebagai Fx = mg cos , maka besar gaya dalam arah z, Fz , adalah

A. mg cos sin

B. mg cos sin 2

C. mg cos sin 2

D. mg

E. 0

7. Manakah di antara materi di bawah ini yang BUKAN merupakan pengurai cahaya?

A. Kisi

B. Prisma

C. Titik air di udara

D. Filter

E. CD/DVD


8. Mengapa mencari komet baik dilakukan dengan binokuler?

A. Komet adalah sumber titik, dan binokuler memiliki medan pandang sempit

B. Komet adalah sumber membentang, dan binokuler memiliki medan pandang luas

C. Komet tampak hanya sekejap, dan binokuler memiliki medan pandang sempit

D. Komet adalah sumber membentang, dan binokuler memiliki magnifikasi tinggi

E. Komet tampak lama di langit, dan binokuler memiliki magnifikasi tinggi

9. Gambar di bawah menunjukkan spektrum awan debu di sekitar bintang (circumstellar dust). Taksiranterbaik untuk temperatur awan debu tersebut adalah

A. 120 K

B. 60 K

C. 40 K

D. 20 K

E. 10 K

10. Para astronom meyakini bahwa exoplanet serupa Bumi yang mungkin mengemban kehidupan dapat dicarijika peralatan interferometer ditempatkan di angkasa luar. Jika hal itu terjadi, empat garis serapandalam panjang gelombang kasatmata dan inframerah dapat dideteksi dalam spektrum exoplanet, dengankemungkinan karakteristik sebagai berikut:

I. Terdapat pita serapan Ozon (O3) dalam spektrum yang memperlihatkan kelimpahan oksigen, yangmungkin dihasilkan oleh jasad kehidupan

II. Profil spektrum, yang menandakan temperatur exoplanet, sesuai dengan syarat agar air beradadalam fasa cair

III. Terdapat pita serapan CO2 yang sangat kuat dan menunjukan keberadaan atmosfer

IV. Terdapat tanda-tanda serapan H2O di berbagai rentang spektrum yang menunjukkan kelimpahanair yang besar sebagai pertanda keberadaan lautan


Urutan prioritas keutamaan indikator-indikator di atas, yang diacu orang saat ini, bagi pencarian exoplanetserupa Bumi adalah:

A. I-II-III-IV

B. II-I-IV-III

C. II-III-I-IV

D. IV-I-III-II

E. III-II-IV-I

11. Kalendar Cina merupakan sistem lunisolar dimana setiap hari libur Imlek bertepatan dengan konjungsiBulan dengan menggunakan waktu UT+8 jam. Dalam kalendar nasional, tanggal 19 Februari 2015merupakan hari libur tahun baru Imlek 2566, dan konjungsi Bulan terjadi pada tanggal 19 Februari 2015jam 07:48 WITA. Hari libur Imlek lainnya, hari libur tahun baru Imlek 2565 bertepatan dengan 31 Januari2014 dan hari Libur Imlek 2564 bertepatan dengan 10 Februari 2013. Satu tahun kalendar Cina terdiridari 354 hari, 355 hari, 384 hari, atau 385 hari. Dengan demikian, dalam rentang tahun baru Imlek 2551dan tahun baru Imlek 2570, jumlah tahun baru Imlek dengan jumlah hari 384 atau 385 hari adalah

A. 2

B. 5

C. 7

D. 9

E. 10

12. Jika pengamat di Kota Bandung (lintang geografis 6 57 LS dan bujur geografis 107 34 BT) meng-amati Matahari terbenam pada tanggal 21 Juni pukul 17:43 WIB, maka pengamat di Manado (lintanggeografis +1 29 LU dan bujur geografis 124 52 BT) akan mengamati Matahari terbenam di tanggalyang sama pada pukul

A. 16:13 WIB

B. 16:25 WIB

C. 16:48 WIB

D. 17:07 WIB

E. 17:13 WIB

13. Kelompok siswa di Yogyakarta (BT 110,24; LS 7,48) merencanakan mengamati Milky Way. Kelompoksiswa tersebut memperoleh informasi posisi koordinat ekuatorial (saat pengamatan) asensiorekta dan

deklinasi arah pusat Galaksi 17h 45m 37, 224s dan 28 56 10, 23. Bila pengamatan dilakukan padamalam hari tanggal 20 Mei maka diharapkan kelompok siswa tersebut akan mengamati pusat Galaksiberkulminasi atas pada jam

A. 1 jam 37 m setelah jam 24:00 WIB

B. 1 jam 37 m sebelum jam 24:00 WIB

C. tepat jam 24:00 WIB

D. 2 jam 46 m sebelum jam 24:00 WIB

E. 2 jam 46 m setelah jam 24:00 WIB


14. Gerhana Matahari terjadi ketika piringan Bulan menutupi piringan Matahari. Misalkan piringan Bulan danMatahari tampak dengan diameter sudut yang sama (D) dan kedua titik pusat piringan objek terpisaholeh jarak D/2. Dari gambar di bawah ini, berapakah rasio piringan Matahari yang tertutup piringanBulan?

A. 0,3

B. 0,4

C. 0,5

D. 0,6

E. 0,7

15. Pada jarak d, partikel angin Matahari memiliki kerapatan serta kecepatan v. Bila ketiga variabel tersebutdiketahui, maka laju kehilangan massa Matahari (kg/detik) dapat dihitung dengan persamaan

A. M = v

B. M = 2pidv

C. M = 4pid2v

D. M = 4pi3d3

E. M = 5pi2d3v

16. Sebuah koloni di Mars mengalami peningkatan populasi sehingga kebutuhan komunikasi jarak jauh mutlakdibutuhkan. Untuk itu, NASA meluncurkan satelit komunikasi stasioner terhadap Mars. Seperti satelitgeostasioner, satelit tersebut memiliki periode orbit sama dengan periode rotasi planet Mars sehinggasatelit berada pada bujur geografis yang tetap. Diukur dari pusat Mars, radius orbit satelit tersebut yanglebih dekat pada nilai yang benar adalah

A. 16000 km

B. 16600 km

C. 18000 km

D. 20000 km

E. 22000 km

Soal Pilihan Ganda Bersyarat

Untuk dua soal berikut ini, jawablah

A. jika 1, 2, dan 3 benar

B. jika 1 dan 3 benar

C. jika 2 dan 4 benar

D. jika 4 saja benar

E. jika semua benar


17. Pilihlah pernyataan yang benar.

1. Semakin tinggi temperatur suatu planet, maka semakin mudah planet tersebut kehilangan atmosfer.

2. Atmosfer planet dalam tersusun atas partikel yang relatif lebih ringan dibandingkan dengan atmosferplanet luar.

3. Planet luar dapat mempertahankan atmosfernya karena massanya yang besar dan jaraknya yang jauhdari Matahari.

4. Semakin besar planet, semakin mudah planet tersebut kehilangan atmosfer.

18. Di antara pernyataan di bawah ini, manakah yang BENAR?

1. Unsur yang lebih berat dari besi (Fe) dihasilkan saat ledakan Supernova

2. Bintang deret utama melawan pengerutan gravitasi dengan tekanan elektron terdegenerasi

3. Bintang dengan massa yang cukup besar mampu melakukan reaksi fusi di inti untuk menghasilkanunsur yang lebih berat dari besi (Fe)

4. Pada reaksi fusi hidrogen, empat inti hidrogen membentuk satu inti helium. Total massa satu intihelium lebih kecil daripada total massa empat inti hidrogen.

Soal Pilihan Ganda Sebab-Akibat

Gunakan petunjuk ini untuk menjawab soal-soal berikut:

A. Pernyataan pertama dan kedua benar serta memiliki hubungan sebab-akibat.

B. Pernyataan pertama dan kedua benar, tetapi tidak memiliki hubungan sebab-akibat.

C. Pernyataan pertama benar, sedangkan pernyataan kedua salah.

D. Pernyataan pertama salah, sedangkan pernyataan kedua benar.

E. Kedua pernyataan salah.

19. Hasil penelitian astronom pada tahun 1998 tentang energi gelap menunjukkan bahwa alam semesta kitasekarang sedang mengalami pengembangan yang diperlambat.

SEBAB

Gaya gravitasi yang selalu bersifat tarik menarik paling mendominasi dalam skala besar.

20. Materi antar bintang membuat nilai magnitudo bintang yang kita lihat mengecil.SEBAB

Partikel materi antar bintang menyerap cahaya bintang yang berada di belakangnya.


Soal Essay

21. Diketahui diameter pupil mata adalah 5 mm. Dengan menggunakan kriteria Rayleigh,

(a) hitunglah limit resolusi sudut mata manusia pada panjang gelombang 550 nm,

(b) hitunglah perbandingan jawabanmu ini dengan diameter sudut Bulan dan planet Jupiter (saat opo-sisi).

(c) Jelaskan, apakah mata telanjang kita mampu memisahkan ciri-ciri pada piringan Bulan dan piringanJupiter?

22. Dari hasil astrofotografi, diketahui ukuran Nebula Kepiting (M1) adalah 6. Objek tersebut berada padajarak 100 pc. Dari hasil pengukuran efek Doppler, kecepatan pengembangan nebula diketahui sebesar1400 km per detik. Anggaplah usia Nebula Kepiting pada waktu tertentu adalah waktu yang diperlukanNebula Kepiting dari sebuah titik hingga mencapai ukuran pada waktu itu.

(a) Hitunglah radius linier Nebula Kepiting!

(b) Hitung pula usia Nebula Kepiting!

23. Sebuah teleskop digunakan untuk melihat Bulan yang memiliki diameter sudut 30 menit busur. Medanpandang teleskop sama dengan diameter sudut Bulan dan teleskop tidak dilengkapi motor. Dalam waktuberapa lamakah Bulan sepenuhnya akan hilang dari medan pandang teleskop?

24. Analisis spektrum bintang ganda spektroskopik bergaris ganda yang juga merupakan bintang ganda ger-hana dengan periode orbit P = 8, 6 tahun menunjukkan pergeseran Doppler maksimum dari garis Balmerhydrogen H (656,281 nm), untuk komponen sekunder adalah s = 0, 072 nm dan untuk komponen pri-mer p = 0, 0068 nm. Adapun bentuk kurva kecepatan radialnya adalah sinusoidal. Hitunglah setengahsumbu panjang sistem bintang ganda ini dinyatakan dalam satuan astronomi (au)!

25. Perhatikanlah sebuah teropong yang menemukan sebuah protogalaksi pada redshift z = 12. Misalnyateropong yang dimiliki Yale University di Kitt Peak berdiameter 3,5 meter (optikal). Cahaya dari proto-galaksi memuat garis emisi H (semacam tracer dari laju pembentukan bintang). Panjang gelombangyang tertinggal dari garis H adalah 0,656 mikron di bagian optikal merah pada spektrumnya.

(a) Untuk protogalaksi ini, berapakah panjang gelombang H yang teramati?

(b) Jika teropong mampu mengamati gelombang dalam rentang 0,32,2 mikron, dapatkah sebuah te-ropong inframerah-optikal di permukaan Bumi (semacam teropong yang disebutkan dalam soal)mengamati garis H?

(c) Carilah kerapatan rata-rata dari materi yang berkaitan dengan z = 12. Di sini diambil asumsi bahwadalam alam semesta saat (hari) ini memiliki kerapatan materi sebesar 2,4 1027 kg m3.

26. Salah satu metode penentuan jarak galaksi spiral adalah relasi Tully-Fisher yakni luminositas sebandingdengan kecepatan rotasi maksimum pangkat empat. Diamati sebuah galaksi spiral A (yang mirip denganBimasakti) dengan radius 30 kpc dan memiliki 200 milyar bintang serupa Matahari. Diperoleh magnitudogalaksi tersebut adalah mB = 11 dan kecepatan rotasi maksimum sebesar 250 km/detik. Jika kecepatanrotasi maksimum Bimasakti sebesar 220 km/detik, maka

(a) berapakah jarak galaksi A tersebut?

(b) berapakah diameter sudut galaksi A tersebut?

(c) taksirlah berapa magnitudo Bimasakti jika dilihat dari galaksi A!

27. Pada suatu saat, okultasi planet Jupiter oleh Bulan terjadi pada pukul 21:00 ketika ketinggian Jupiter45 di atas horison timur. Seorang pengamat di kota A tidak dapat melihat Jupiter tertutup penuh olehBulan di saat puncak okultasi. Melalui teropong, ia hanya melihat lingkaran Bulan bersinggungan luardengan Jupiter. Sementara itu, pengamat di kota B melihat Jupiter tertutup penuh oleh piringan Bulan.Namun dalam waktu yang sangat singkat, Jupiter muncul kembali.

(a) Gambarkanlah geometri dari peristiwa itu!

(b) Berapakah jarak antara kota A dan kota B?


Nama konstanta Simbol Harga

Kecepatan cahaya c 2, 99792458 108 m/s

Konstanta gravitasi G 6, 673 1011 m3/kg/s2

Konstanta Planck h 6, 6261 1034 J s

Konstanta Boltzmann k 1, 3807 1023 J/K

Konstanta kerapatan radiasi a 7, 5659 1016 J/m3/K4

Konstanta Stefan-Boltzmann 5, 6705 108 W/m2/K4

Muatan elektron e 1, 6022 1019 C

Massa elektron me 9, 1094 1031 kg

Massa proton mp 1, 6726 1027 kg

Massa neutron mn 1, 6749 1027 kg

Massa atom 1H1 mH 1, 6735 10

27 kg

Massa atom 2He4 mHe 6, 6465 10

27 kg

Massa inti 2He4

6, 6430 1027 kg

Konstanta gas R 8, 3145 J/K/mol


Nama besaran Notasi Harga

Satuan astronomi au 1, 49597870 1011 m

Parsek pc 3, 0857 1016 m

Tahun cahaya ly 0, 9461 1016 m

Tahun sideris 365,2564 hari

Tahun tropik 365,2422 hari

Tahun Gregorian 365,2425 hari

Tahun Julian 365,2500 hari

Periode sinodis Bulan (synodic month) 29,5306 hari

Periode sideris Bulan (sidereal month) 27,3217 hari

Hari Matahari rerata (mean solar day) 24j 3m 56d,56

Hari sideris rerata (mean sidereal day) 23j 56m 4d,09

Massa Matahari M 1, 989 1030 kg

Jejari Matahari R 6, 96 108 m

Temperatur efektif Matahari Teff, 5785 K

Luminositas Matahari L 3, 9 1026 W

Magnitudo semu visual Matahari V 26, 78

Indeks warna Matahari B V 0,62

U B 0,10

Magnitudo mutlak visual Matahari MV 4,79

Magnitudo mutlak biru Matahari MB 5,48

Magnitudo mutlak bolometrik Matahari Mbol 4,72

Massa Bulan M% 7, 348 1022 kg

Jejari Bulan R% 1738000 m

Jarak rerata BumiBulan 384399000 m

Konstanta Hubble H0 69,3 km/s/Mpc

Jejari Jarak rerata

Objek Massa ekuatorial Protasi Psideris ke Matahari

(kg) (km) (hari) (103 km)

Merkurius 3, 30 1023 2440 58,646 hari 87,9522 57910

Venus 4, 87 1024 6052 243,019 hari 244,7018 108200

Bumi 5, 97 1024 6378 23j 56m 4d,1 365,2500 149600

Mars 6, 42 1023 3397 24j 37m 22d,6 686,9257 227940

Jupiter 1, 90 1027 71492 9j 55m 30d 4330,5866 778330

Saturnus 5, 69 1026 60268 10j 39m 22d 10746,9334 1429400

Uranus 8, 66 1025 25559 17j 14m 24d 30588,5918 2870990

Neptunus 1, 03 1026 24764 16j 6m 36d 59799,8258 4504300


soal osp astronomi 2015

Documents